Газовые методы - закачка газа

Классификация газовых методов:

1. Закачка углеводородных газов;
2. Закачка неуглеводородных газов; (Вытеснение нефти газом может быть как несмешивающимся, так и смешивающимся (без существования границы раздела фаз). Смесимость газа с нефтью в пластовых условиях достигается только в случае легкой нефти (плотность дегазированной нефти менее 800 кг/м³) при давлении нагнетания сухого углеводородного газа около или более 25 МПа, обогащенного газа - 15-20 МПа. С улучшением смесимости повышается нефтеотдача.
   
   Применение углеводородного газа определилось трудностями или отрицательными последствиями закачки воды (наличием в пласте набухающих в воде глин; малой проницаемостью пород и, как следствие, недостаточной приемистостью нагнетательных скважин).
   
   Основными критериями эффективности процесса закачки газа можно назвать:
   
   1) углы падения пластов: при углах более 15° закачка газа в сводовую часть, при меньших - площадная закачка (в пологих структурах затруднено гравитационное разделение газа и нефти);
   
   2) глубину залегания пласта: при малой глубине и высоких давлениях нагнетания возможны прорывы газа в вышележащие пласты (нарушение герметичности залежи), а при большой глубине требуются очень высокие давления нагнетания, что не всегда технически осуществимо и экономически оправдано;
   
   3) однородность пласта по проницаемости и невысокую вязкость нефти: проявляется проницаемостная и вязкостная неустойчивость вытеснения и преждевременные прорывы газа в добывающие скважины;
   
   4) гидродинамическую замкнутость залежи, что исключает утечки. Для нагнетания можно использовать нефтяной газ, природный газ соседних газовых месторождений или газ из магистральных газопроводов.

 

1. Водогазовое воздействие. (Механизм увеличения нефтеотдачи. 1)уменьшение неоднородности фильтрационного потока;

2)увеличение коэффициента охвата (по сравнению с газовыми методами);

3)коэффициента вытеснения (по сравнению с заводнением).

4) Изменение вязкости нефти и воды (улучшение соотношения подвижностей);

5)Увеличение объемного коэффициента нефти (объемное вытеснение);

6) Снижение межфазного натяжения на границе нефть – вода.)

 

Тепловые методы

Классификация тепловых методов:

1. Закачка оторочки теплоносителя:

- закачка горячей воды (При закачке горячей воды в пласте формируется температурный фронт перемещающийся в направлении фильтрации теплоносителя. При этом понижается вязкость нефти, улучшается соотношение подвижностей нефти и воды, происходит тепловое увеличение объема нефти и ослабление молекулярно-поверхностных сил. Все это приводит к увеличению нефтеотдачи. Однако теплоперенос, т. е. движение теплового фронта, и массоперенос, т. е. движение самого теплоносителя в пласте, происходят с разными скоростями вследствие утечки теплоты на нагрев не только самого пласта, по которому происходит фильтрация теплоносителя, но и окружающих пород.

Роль каждого из перечисленных факторов зависит как от температурной обстановки в пласте, так и от физико-химических свойств пластовой нефти (плотность, вязкость, наличие легких компонентов и пр.).)

- закачка пара (При закачке пара также происходит отставание температурного фронта от фронта вытеснения. Однако за счет скрытой теплоты парообразования при конденсации пара прогретая зона пласта увеличивается в 3 - 5 раз (в зависимости от сухости нагнетаемого пара и давления) по сравнению с закачкой горячей воды. В этом заключается одно из преимуществ использования пара по сравнению с горячей водой в качестве теплоносителя.)

 

2. Внутрипластовое горение; Сущность внутрипластового горения — создание перемещающейся по пласту зоны экзотермических реакций, позволяющей в процессе сжигания части пластовой нефти облегчить и увеличить извлечение остальной её части. Изменение технологических характеристик нефти способствует её вытеснению из пласта. (Создание подвижного фронта горения непосредственно в пласте сокращает потери теплоты и поднимает эффективность теплового воздействия. В пористой среде, насыщенной частично коксоподобными остатками нефти, возможно непрерывное горение при подаче в пласт воздуха в необходимых количествах.

В результате горения в пласте происходит термическая перегонка нефти и унос продуктов разложения в зону перед фронтом горения. Коксоподобные остатки термической перегонки нефти в пористой среде и являются топливом, которое поддерживает очаг горения. Зона горения перемещается от стенок нагнетательной скважины в радиальном направлении. Образующиеся горячие газы проталкивают нефть и воду к добывающим скважинам. В результате создания теплового фронта, температура которого достигает 450 - 500 °С, происходит следующее.

1. Переход в газовую фазу некоторых (наиболее легких) компонентов нефти, насыщающей породу перед фронтом горения.

2. Расщепление (крекинг) некоторых углеводородов, составляющих нефть.

3. Горение коксоподобного остатка, образовавшегося в результате крекинг-процесса.

4. Плавление парафинов и асфальтенов в порах породы.

5. Переход в паровую фазу пластовой воды, находящейся перед фронтом.

6. Уменьшение вязкости нефти перед фронтом в результате ее нагревания и смешивания с легкими фракциями нефти, переносимыми потоком газов от фронта горения.

7. Конденсация продуктов перегонки нефти и образование подвижной зоны повышенной нефтенасыщенности перед фронтом горения по мере снижения температур.

Образование сухой выгоревшей массы пористой породы часто с разрушенными связями между твердыми частицами вследствие термического воздействия за фронтом горения.

 

Физико-химические методы – закачка химических реагентов;

1) Закачка водных растворов ПАВ (метод связывают в основном с обработкой призабойных зон нагнетательных скважин для повышения их приемистости, с нагнетанием слабоконцентрированных (0,05 – 0,5 %) и высококонцентрированных (1-5 %) растворов для освоения плотных глинистых коллекторов и снижения давления нагнетания, а также с созданием композиции ПАВ, обеспечивающих уменьшение межфазного натяжения до 0,01-0,05 мН/м.

2) Полимерное заводнение (применяется для регулирования отношения подвижностей нефтяной и вытесняющей фаз, повышения охвата пласта воздействием и создания благоприятных физико-химических условий для увеличения коэффициента вытеснения нефти. Фильтрация сопровождается адсорбцией полимера на породе, которая значительно слабее, чем в случае с ПАВ.)

3) Щелочное заводнение (основано на взаимодействии щелочи с пластовыми флюидами в результате чего в пласте образуется стойкие водонефтяные эмульсии, способствующие изменению параметров подвижности и выравниванию фронта вытеснения нефти. Щелочной раствор падают в виде оторочки, чередуя с попеременной закачкой минеральной воды с целью снижения проницаемости промытых зон и каналов.)

4) Мицеллярное заводнение (состоит в закачке во внутриконтурные скважины последовательно оторочек растворов химических реагентов: а) предоторочкн (20 % от объема пор) из пресной воды или слабоминерализованного раствора хлористого натрия для понижения концентрации ионов кальция и магния (при необходимости);

б) оторочки мицеллярного раствора малоконцентрированного (20-50 7о от объема пор) или высококоицентрированного (5-15% от объема пор); в) буферной оторочки или буфера подвижности (до 30-60 % от объема пор) из полимерного раствора с постепенно уменьшающейся вязкостью от вязкости мицеллярного раствора до вязкости воды (мицеллярно-полимерное заводнение). Вслед за буферной оторочкой до конца разработки закачивается обычная вода, применяемая для заводнения. Для сохранения целостности оторочки мицеллярного раствора в предоторочку и в буферную оторочку добавляют спирт концентрации, равной его концентрации в мицеллярном растворе.)

Мицеллярные растворы могут быть высококонцентрированными, содержащими до 50-70 % углеводородов, до 8-10 % сульфонатов, до 2-3 % стабилизатора, и малоконцентрированными водными, содержащими углеводородов менее 5%, сульфонатов до 2% и стабилизатора менее 0,1%. Мицеллярный раствор готовится из составных компонентов непосредственно на месторождении. Обычно он хорошо перемешивается при циркуляции его через насос, перед закачкой его пропускают через фильтр. Оптимальная технология должна жестко выдерживаться, так как ее нарушение неизбежно ухудшает эффективность процесса.